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初中数学
第二章 方程与不等式
解应用问题
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2024-12-08 17:03
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解应用问题
## 应用1 例 2.25 小明买练习本、生字本共 15 本, 总共用去一元四角钱. 如果练习本的单价是一角六分, 生字本的单价是六分. 试问:小明买练习本、生字本各多少本? 分析:方程就是一种等式. 要列出符合题意的方程,就要先明确问题中的等量关系. 这个问题中,有以下两个基本的等量关系: 1. 总共 15 本, 即 $$ (\text { 练习本数 })+(\text { 生字本数 })=15 $$ 2. 总共用钱 1.40 元, 即 $$ (\text { 练习本数 }) \times(\text { 单价 })+(\text { 生字本数 }) \times(\text { 单价 })=1.40 $$ 因此,可以有两种考虑方法: 解法 1:引人一个未知数 设小明买练习本 $x$ 本, 则利用关系 1 可知, 买生字本 $(15-x)$ 本, 再利用关系 2 就可列出方程: $$ x \cdot(0.16)+(15-x) \cdot(0.06)=1.4 $$ 即: $$ \begin{aligned} 0.16 x+0.9-0.06 x & =1.4 \\ 0.1 x & =0.5 \\ x & =5(\text { 本 }) \\ 15-x=15-5= & 10 \text { (本) } \end{aligned} $$ 答: 小明买了练习本 5 本, 生字本 10 本. 解法 2: 引人两个未知数 设小明买练习本 $x$ 本, 生字本 $y$ 本. 则由关系式 1 与 2 , 可以分别得出: $$ \left\{\begin{array}{l} x+y=15 \\ x \cdot 0.16+y \cdot 0.06=1.4 \end{array}\right. $$ 解这个二元一次方程组,就可得出: $(x, y)=(5,10)$ 答:小明买了练习本 5 本,生字本 10 本。 由此可见,同一个问题,有时可以引人一个未知数,列出方程求解;也可以引人两个未知数,列出方程组求解。两种解法各有利弊:一元方程求解简便,但列方程较难;二元方程组列方程较易,但求解稍繁。因而,在应用中可以灵活选择,不必要求一律. 一般来说,要选择 "便于求解、引人未知数较少" 的方法. ## 应用2 例 2.26 兄弟二人, 从他们的家出发走同一条路线, 前往天安门广场. 哥哥平均每小时走 5 公里, 弟弟平均每小时走 3 公里, 假如哥哥比弟弟晚出发一小时,却早到 12 分钟。试问:他们家到天安门广场有多远? 分析:这是一个 "行程问题",涉及到的等量关系是: $$ \text { 路程 }=\text { 速度 } \times \text { 时间 } $$ 也可以写成:另外两种形式的关系: $$ \begin{aligned} & \text { 路程 } \div \text { 时间 }=\text { 速度 } \\ & \text { 路程 } \div \text { 速度 }=\text { 时间 } \end{aligned} $$ 题目中, 不仅已知兄弟二人的速度, 还已知兄弟二人走完这段路程的时间差. 因此,只要选择适当的未知数,不难由基本等量关系列出方程式来,把问题解决的. 解法 1:引人直接未知数 设他们的家到天安门广场的路程为 $x$ 公里,由关系式 时间 $=$ 路程 $\div$ 速度,就可以得出:哥哥走到天安门广场所用时间为 $\frac{x}{5}$ 小时;弟弟走到天安门广场所用时间为 $\frac{x}{3}$ 小时。 又由题意可知:哥比弟晚出发 12 分钟,这就是说:哥比弟少用 $1 \frac{12}{60}$ ,因此应有等量关系: $$ \text { 哥所用时间 }+1 \frac{12}{60}=\text { 弟所用时间 } $$ 即: $$ \begin{aligned} \frac{x}{5}+1 \frac{12}{60} & =\frac{x}{3} \\ \frac{x}{5}+\frac{6}{5} & =\frac{x}{3} \\ 2 x & =18 \\ x & =9 \text { 公里 } \end{aligned} $$ 答:他们家到天安门广场的距离为 9 公里. 解法 2:引入间接未知数 设弟弟到天安门广场总共用了 $t$ 小时, 则由题意可知: 哥哥用了 $\left(t-1 \frac{1}{5}\right)$小时. 因此, 由基本关系式 路程 $=$ 速度 $\times$ 时间 可以知道: 哥哥所走路程 $=5 \times\left(t-1 \frac{1}{5}\right)$ (公里) 弟弟所走路程 $=3 \times t$ (公里) 又知,哥、弟二人走的是同一路线,所以: $$ \begin{aligned} 5\left(t-1 \frac{1}{5}\right) & =3 t \\ 2 t & =6 \\ t & =3 \text { (小时) } \end{aligned} $$ 这就是说:弟弟用了三小时走到天安门广场。 由此,再利用基本关系式可以得到:他们家到天安门广场的路程为:3×3 $=$ 9(公里) 答: 所求路程是 9 公里. 从这里可以看出,在解决应用问题时,对于同一个间题,有时可以从不同的角度引进未知数 (可以直接设所求的量为未知数, 也可以间接设一个与所求量有关的未知数). 由于引用未知数的不同,同一个问题完全可以列出不同形式的方程. 但最终所求的量的答数是一样的. 这真是 "异途同归"了. ## 应用3 例 2.27 两地相距 28 公里, 小明以每小时 15 公里的速度, 小亮以每小时 30公里的速度,分别骑自行车和开汽车从同一地前往另一地. 如果小明先出发一小时, 试问:小亮几小时以后,才能乘汽车追上小明? 解: 设小亮开车 $x$ 小时能追上小明, 则小亮所行路程是:30x (公里). 这时, 先出发一小时的小明, 已经走过的路程为: $15(x+1)=15 x+15$ (公里) 小亮要追上小明, 必须有关系式: $30 x=15 x+15$ $$ \therefore \quad x=1 \text { (小时) } $$ 这就是说: 小亮开车一小时, 就能追上小明. 检验: $x=1$ ,虽然能使方程 $30 x=15 x+15$ 成立,但这时,小亮开车走出 30 公里的路程, 而两地实有距离只有 28 公里, 由此可见, 在题目所给出的两地之间,小亮是没有追上小明的. $x=1$ 不符合题意,应舍去。 答: 在此两地之间, 小亮追不上小明. ## 应用题4 例 2.28 一只船在两个码头之间航行. 顺水时需要 4.5 小时, 逆水返回需要 $5 \frac{1}{3}$小时. 如果水流速度是每小时 1 公里. 试问:这两个码头相距多少公里? 分析:这种应用问题,实际上仍是 "行程问题"。如果能求出这只船在顺水时的速度或在逆水中的速度, 那么, 两码头的距离就立即可以求出来, 题目中只有水流速度。但只要注意:船在静水中的速度与水流速度、逆水速度、顺水速度有以下基本关系,问题就容易解决了。 顺水速度 $=$ 船在静水中的速度 + 水速 逆水速度 $=$ 船在静水中的速度 - 水速 解: 设船在静水中的速度是 $x$ 公里/小时. 则顺水速度为 $(x+1)$ 公里/小时,因此,船在顺水中,行驶的距离为: $(x+1) \times 4.5$ (公里). 又逆水速度为 $(x-1)$ 公里/小时, 因此船在逆水返回时, 所行驶的路程为: $(x-1) \times 5 \frac{1}{3}$ (公里). 由于顺水、逆水都是航行于两码头之间,因此: $$ (x+1) \times 4.5=(x-1) \times 5 \frac{1}{3} $$ 解这个方程: $$ \begin{aligned} 27(x+1) & =32(x-1) \\ (32-27) x & =27+32 \\ 5 x & =59 \end{aligned} $$ $$ \begin{aligned} &\begin{aligned} & x=11 \frac{4}{5} \text { (公里/小时) } \\ \therefore \quad 4.5(x+1)=4.5(11.8+1)=57.6 & \text { (公里) } \end{aligned}\\ &\text { 答:两码头之间相距 } 57.6 \text { 公里. } \end{aligned} $$ ## 应用5 例 2.29 有一水池, 用两台水泉抽水. 如果单开甲泵, 5 小时抽完这一池水; 如果单开乙泵, 2.5 小时才能抽完. 试问: 1. 两泵同时开, 几小时能把水抽完? 2. 如果甲泵先抽 2 小时, 剩下的再单用乙泵来抽, 还需要多少时间才能抽完? 分析:这是应用问题中常见的 "工程问题". 常把整个 "工程的量" 看作 "1" 进行分析。 在这个问题中,如果把 "一池水" 的总量看作整体 "1",那么,由题意可知:甲泵一小时的抽水量为 $\frac{1}{5}$ ;乙泵每小时的抽水量是 $\frac{1}{2.5}$ ;因此甲、乙两泵一齐开, 每小时的抽水量就是 $\left(\frac{1}{5}+\frac{1}{2.5}\right)$. 这样, 再利用基本关系: 每小时的工作量 $\times$ 工作时间 $=$ 总工作量 1 就可以解决问题了。 解: 1. 设两泉同时开, $x$ 小时可以抽完这池水, 因此就有: $$ \begin{aligned} \left(\frac{1}{5}+\frac{1}{2.5}\right) x & =1 \\ \frac{3}{5} x & =1 \\ x & =\frac{5}{3} \text { (小时) } \end{aligned} $$ 这就是说,两泉合开, $1 \frac{2}{3}$ 时(1 小时 40 分钟)可以抽完这一池水.经检验, 符合题意. 答:两踏合并, 1 小时 40 分钟可以抽完. 2. 设乙泵再抽 $x$ 小时将水抽完, 因此, 依题意就有: $$ \begin{aligned} \frac{1}{5} \times 2+\frac{1}{2.5} \times x & =1 \\ \frac{1}{2.5} x & =\frac{3}{5} \\ x & =1.5 \text { (小时) } \end{aligned} $$ 答:甲泉抽 2 小时后, 乙泉再抽 1.5 小时, 就可以抽完这一池水. ## 应用6 例 2.30 浓度为 $95 \%$ 的盐水有 600 克,问: 1. 只要再加多少水,就能稀释成浓度为 $75 \%$ 的盐水? 2. 只要再加多少盐,就能得到浓度是 $98 \%$ 的盐水? 分析:这是应用题中的"浓度问题" (即百分数问题). 只要明确基本关系: 1. 浓度 $($ 百分比 $)=\frac{\text { 溶质 }}{\text { 溶质 }+ \text { 溶剂 }}$ 2. 增加溶剂, 可使浓度减小, 但其中的溶质总量不变. 3. 增加溶质, 可使浓度加大, 但其中的溶剂总量不变. 这一类应用问题是不难解决的. 解: 1. 设加水 (溶剂) $x$ 克, 则加水前, $95 \%$ 的盐水 600 克中, 含有纯盐(溶质)的总量是: $600 \times 95 \%$ 克 加水后, $75 \%$ 的盐水 $(600+x)$ 克中, 含有纯盐的总量是: $(600+x) \times 75 \%$克. 因此,由分析中的关系 2 可知: $$ 600 x 95 \%=(600+x) \times 75 \% $$ 即: $8 \times 95=600+x \therefore \quad x=160$ (克) 答: 需要加水 160 克,就得到浓度是 $75 \%$ 的盐水。 2. 设加盐 (溶质) $y$ 克,则加盐前, $95 \%$ 的盐水 600 克中,含有水量: $600 \times$ (1-95\%) 克 加盐后, $98 \%$ 的盐水 $(600+y)$ 克中,含有水量: $(600+y) \times(1-98 \%)$ 克.因此由分析中的关系 3 可知: $$ 600 \times(1-95 \%)=(600+y) \times(1-98 \%) $$ 即: $$ \begin{aligned} 600 \times 5 \% & =(600+y) \times 2 \% \\ 300 \times 5 & =600+y \\ y & =900 \text { (克) } \end{aligned} $$ 答:只要加盐 900 克, 就可得到浓度为 $98 \%$ 的盐水. 例 2.31 实验室里只有浓度为 $8 \%$ 的盐水和浓度为 $5 \%$ 的盐水; 现在需要把两种浓度的盐水混合起来,制成浓度为 $6 \%$ 的盐水 300 克,试问:这两种浓度的盐水各用多少克才能合适? 分析: 这同样是浓度问题. 解决这类稍复杂的混合溶液问题的关键是要抓住: 混合前、后的总重量不变;混合前、后纯溶质(盐等)的重量不变;混合前、后纯溶剂 (水等) 的重量当然也不变等关系, 引进未知数, 列出方程式. 由此,对本题可作如下列表分析:  解:设需用浓度 $8 \%$ 的盐水 $x$ 克,需用浓度 $5 \%$ 的盐水 $y$ 克. 则由题意可得: $$ \left\{\begin{array}{l} x+y=300 \\ x \times 8 \%+y \times 5 \%=300 \times 6 \% \end{array}\right. $$ 解这个二元一次方程组,可得: $$ (x, y)=(100,200) $$ 答: 用 100 克浓度为 $8 \%$ 的盐水和 200 克浓度为 500 的盐水, 混合后就可得到浓度为 $6 \%$ 的盐水 300 克。 注: 引入一个未知数也可以解这一题, 试试看. ## 应用8 例 2.32 (我国古代问题):上禾三束、中禾二束、下禾一束,共有禾三十九斗;上禾二束、中禾三束、下禾一束,共有禾三十四斗;上禾一束、中禾二束、下禾三束,共有禾二十六斗。 问:上、中、下禾每束各有禾几斗? 说明:上、中、下禾,就是"上等谷物、中等谷物、下等谷物";一束,就是"一捆";斗,是古代一种衡器,可以用来量谷物的容积。 解:设上禾每束有禾 $x$ 斗,中禾每束有禾 $y$ 斗,下禾每束有禾 $z$ 斗. 则依题意可得出下列各方程: $$ \left\{\begin{array}{l} 3 x+2 y+z=39 \\ 2 x+3 y+z=34 \\ x+2 y+3 z=26 \end{array}\right. $$ 解这个三元一次方程组, 可以得出: $$ (x, y, z)=\left(9 \frac{1}{4}, 4 \frac{1}{4}, 2 \frac{3}{4}\right) $$ 答:上禾每束有禾 $9 \frac{1}{4}$ 斗;中禾每束有禾 $4 \frac{1}{4}$ 斗;下禾每束有禾 $2 \frac{3}{4}$ 斗.
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